[其他]不用水蒸汽的大气式热力除氧方法

说明书

本发明属于锅炉或蒸汽发生器（以下简称锅炉）给水除氧范等。

锅炉是石油、化工企业中最常用的设备之一。为了防止氧腐蚀，锅炉给水必须除氧。锅炉给水不但需要除氧，还要提高水温。所以，热力除氧是最经济，使用最广泛的除氧方法。

目前热力除氧有两类：第一类是全部或部分使用水蒸汽（以下简称蒸汽）作热源的大气式热力除氧。例如，目前使用最广泛的大气式喷雾填料除氧（文献号DE2906654）。第二类是真空除氧（文献号J60007998）。

大气式喷雾填料除氧的工作原理见图1。压力为3-4kg/cm²，（表压，下同）年均温度为20℃的软化水或除盐水（以下简称软水）（1），进入除氧器的配水母管（2）后，被母管上的喷咀（3）雾化成许多小水滴，由进入除氧器上部的蒸汽（4）混合加热，水滴被加热到除氧器压力下（0.2kg/cm²）的沸腾温度104.25℃，软水中的溶解氧被脱除，随同少量蒸汽经分离挡板（5）汽水分离后，从排汽管（6）排出。为了防止水滴没有被加热到沸腾温度，在配水母管的下方设有不锈钢制成的Ω型填料层（7）。水向下流经填料层时，与从填料层下部进入的蒸汽（8）换热，以确保水滴被加热到沸腾温度，从而把软水中的氧脱除。除氧后的水进入水箱（9）储存起来。

大气式热力喷雾填料除氧的效果较好，但锅炉每生产一吨蒸汽，要消耗较多的自用蒸汽。如果进除氧器的水温是20℃，则需要128公斤蒸汽。如果将进除氧器的软水予热到80℃，则需要42.3公斤蒸汽。

真空除氧的工作原理是利用射汽或射水抽气器，或利用真空泵，维持除氧器内真空，使进入除氧器的软水温度稍高于除氧器压力下的沸腾温度。压力较高的软水进入真空除氧器，因压力降低而沸腾，软水中的氧被脱除。

真空除氧虽然可以不用或少用蒸汽，但真空除氧需要一套抽真空的设备，并要消耗一定的蒸汽或电力，用以维持除氧器真空。真空除氧后的水温较低，约为35～70℃，需要加热提高水温后才能作为锅炉给水。

石油、化工企业中有大量的工艺余热，特别是150℃以下的所谓低温热，不能或只能产生少量压力很低的饱和蒸汽，其使用价值很低。其它利用低温热的途径，如，低温发电，吸收式制冷，由于系统复杂，设备投资很大，使其应用受到很大限制。往往造成石油、化工企业中大量的低温热被冷却水白白带走。

本发明的原理是利用工艺余热，经表面式换热器，将压力＞4kg/cm²，年均温度为20℃的软水加热到高于除氧器压力下的沸腾温度，确保进除氧器的软水压力≥3kg/cm²，温度≥107℃。软水进入除氧器，因压力降低而沸腾，软水中的氧被脱除。

本发明特别适用于石油、化工企业中的节能技术改造。因为只要工艺余热的温度≥120℃都可以采用本方法，所以，与用工艺余热产生蒸汽，再用蒸汽作热源除氧相比，相当于把工艺余热的温位提高了60～70℃。本发明不但可以使难于利用的低温热得到充分利用，而且设备简单，只需增加一至二台换热器，原有的大气式热力喷雾填料除氧器，只要作适当的改进即可满足使用要求。

本发明的工作流程及原理见图2。软水箱（10）内的软水（1），经软水泵（11）升压后，进入换热器（12），与需要冷却的工艺余热（13）换热后，压力≥3kg/cm²，温度≥107℃的软水，进入除氧器的配水母管（2），经喷咀（3）雾化后，因压力降至除氧器的工作压力0.2kg/cm²，软水沸腾，软水中的氧脱除，随同产生的蒸汽，经分离挡板（5）汽水分离后，由排汽管（6）排出。除过氧的水向下流入水箱（9）储存起来。

氧气的分子量是32，氧气的重度是蒸汽的1.78倍。因此，软水中脱除的氧气有下沉的趋势，对及时排出氧气和维持软水周围较低的氧气分压不利。当采用蒸汽加热除氧时，由于下部蒸汽的上升作用，氧气排出条件较好，只要维持除氧水量0.3%的排汽量，即可有效地将脱除的氧气排出。采用本发明的除氧方法，失去了下部加热蒸汽上升的有利条件，仅靠软水沸腾产生的蒸汽，将脱除的氧气携带出排汽管，其排氧效果不如前者。因此，为了降低软水周围的氧气分压，要将除氧器的排汽量增大到除氧水量的0.7～0.9%。

对于需要冷却的工艺余热，除氧器排汽量的增加并不增大能耗，因为多排出的热量取自需要冷却的工艺余热，对降低冷却水消耗量有利。

应用实例：